TOF/AliTOFT0maker.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15 /* $Id: AliTOFT0maker.cxx,v 1.8 2010/01/19 16:32:20 noferini Exp $ */
  16
  17 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  18 //                                                                         //
  19 //  This class contains the basic functions for the time zero              //
  20 //  evaluation with TOF detector informations.                             //
  21 // Use case in an analysis task:                                           //
  22 //                                                                         //
  23 // Create the object in the task constructor (fTOFmaker is a private var)  //
  24 // AliESDpid *extPID=new AliESDpid();                                      //
  25 // fTOFmaker = new AliTOFT0maker(extPID);                                  //
  26 // fTOFmaker->SetTimeResolution(100.0); // if you want set the TOF res     //
  27 // 115 ps is the TOF default resolution value                              //
  28 //                                                                         //
  29 // Use the RemakePID method in the task::Exec                              //
  30 // Double_t* calcolot0;                                                    //
  31 // calcolot0=fTOFmaker->RemakePID(fESD);                                   //
  32 // //calcolot0[0] = calculated event time                                  //
  33 // //calcolot0[1] = event time time resolution                             //
  34 // //calcolot0[2] = average event time for the current fill                //
  35 // //calcolot0[3] = tracks at TOF                                          //
  36 // //calcolot0[4] = calculated event time (only TOF)                       //
  37 // //calcolot0[5] = event time time resolution (only TOF)                  //
  38 // //calcolot0[6] = sigma t0 fill                                          //
  39 // //calcolot0[7] = tracks at TOF really used in tht algorithm             //
  40 //                                                                         //
  41 // Let consider that:                                                      //
  42 // - the PIF is automatically recalculated with the event time subtrction  //
  43 //                                                                         //
  44 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  45
  46 #include "AliTOFT0v1.h"
  47 #include "AliTOFT0maker.h"
  48 #include "AliPID.h"
  49 #include "AliLog.h"
  50 #include "AliESDpid.h"
  51 #include "AliESDEvent.h"
  52 #include "TFile.h"
  53 #include "TH1F.h"
  54 #include "AliTOFcalib.h"
  55 #include "AliTOFRunParams.h"
  56 #include "TRandom.h"
  57 #include "AliTOFHeader.h"
  58
  59 ClassImp(AliTOFT0maker)
  60
  61 //____________________________________________________________________________
  62 AliTOFT0maker::AliTOFT0maker():
  63   TObject(),
  64   fT0TOF(NULL),
  65   fPIDesd(NULL),
  66   fExternalPIDFlag(kFALSE),
  67   fTOFcalib(NULL),
  68   fNoTOFT0(0),
  69   fNmomBins(0),
  70   fTimeResolution(100),
  71   fT0sigma(1000),
  72   fHmapChannel(0),
  73   fKmask(0),
  74   fT0width(150.),
  75   fT0spreadExt(-1.),
  76   fT0fillExt(0)
  77 {
  78   // ctr
  79   fCalculated[0] = 0;
  80   fCalculated[1] = 0;
  81   fCalculated[2] = 0;
  82   fCalculated[3] = 0;
  83
  84   if(AliPID::ParticleMass(0) == 0) new AliPID();
  85
  86   fPIDesd = new AliESDpid();
  87
  88   fNmomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
  89   SetTOFResponse();
  90
  91   fT0TOF = new AliTOFT0v1(fPIDesd);
  92
  93 }
  94 //____________________________________________________________________________
  95 AliTOFT0maker::AliTOFT0maker(AliESDpid *externalPID, AliTOFcalib *tofCalib):
  96     TObject(),
  97     fT0TOF(NULL),
  98     fPIDesd(externalPID),
  99     fExternalPIDFlag(kTRUE),
 100     fTOFcalib(tofCalib),
 101     fNoTOFT0(0),
 102     fNmomBins(0),
 103     fTimeResolution(100),
 104     fT0sigma(1000),
 105     fHmapChannel(0),
 106     fKmask(0),
 107     fT0width(150.),
 108     fT0spreadExt(-1.),
 109     fT0fillExt(0)
 110 {
 111   // ctr
 112   fCalculated[0] = 0;
 113   fCalculated[1] = 0;
 114   fCalculated[2] = 0;
 115   fCalculated[3] = 0;
 116
 117   if(AliPID::ParticleMass(0) == 0) new AliPID();
 118
 119   if(!fPIDesd){
 120     fPIDesd = new AliESDpid();
 121     fExternalPIDFlag = kFALSE;
 122   }
 123
 124   fNmomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
 125   SetTOFResponse();
 126
 127   fT0TOF = new AliTOFT0v1(fPIDesd);
 128
 129 }
 130
 131 //____________________________________________________________________________
 132 AliTOFT0maker::~AliTOFT0maker()
 133 {
 134   // dtor
 135
 136   delete fT0TOF;
 137   if (!fExternalPIDFlag) delete fPIDesd;
 138 }
 139 //____________________________________________________________________________
 140 Double_t* AliTOFT0maker::ComputeT0TOF(AliESDEvent *esd,Double_t t0time,Double_t t0sigma){
 141   //
 142   // Remake TOF PID probabilities
 143   //
 144   Double_t t0tof[6];
 145
 146   if(fKmask) ApplyMask(esd);
 147
 148   Double_t t0fill = 0.;
 149
 150   fPIDesd->GetTOFResponse().ResetT0info();
 151
 152   /* get T0 spread from TOFcalib if available otherwise use default value */
 153   if (fTOFcalib && esd) {
 154     AliTOFRunParams *runParams = fTOFcalib->GetRunParams();
 155     if (runParams && runParams->GetTimestamp(0) != 0) {
 156       Float_t t0spread = runParams->EvalT0Spread(esd->GetTimeStamp());
 157       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 158       else{
 159         SetT0FillWidth(t0spread);
 160         t0fill = fT0fillExt;
 161       }
 162     }
 163     else{
 164       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 165       t0fill = fT0fillExt;
 166     }
 167   }
 168   else if(esd){
 169       Float_t t0spread = esd->GetSigma2DiamondZ(); // vertex pread ^2
 170       if(t0spread > 0) t0spread = TMath::Sqrt(t0spread)/0.0299792458;
 171
 172       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 173       else{
 174           SetT0FillWidth(t0spread);
 175           t0fill = fT0fillExt;
 176       }
 177   }
 178
 179   Float_t thrGood = TMath::Max(Float_t(500.),fT0width*3);
 180
 181   fT0TOF->Init(esd);
 182   AliTOFT0v1* t0maker= fT0TOF;
 183
 184   t0maker->DefineT0("all",1.5,3.0);
 185   t0tof[0] = t0maker->GetResult(0);
 186   t0tof[1] = t0maker->GetResult(1);
 187   t0tof[2] = t0maker->GetResult(2);
 188   t0tof[3] = t0maker->GetResult(3);
 189   t0tof[4] = t0maker->GetResult(4);
 190   t0tof[5] = t0maker->GetResult(5);
 191
 192   Float_t lT0Current=0.;
 193   fT0sigma=1000;
 194
 195 //   Int_t nrun = esd->GetRunNumber();
 196
 197   t0time += t0fill;
 198
 199   Float_t sigmaFill = fT0width;
 200
 201   if(sigmaFill < 20) sigmaFill = 140;
 202
 203   fCalculated[0]=-1000*t0tof[0]; // best t0
 204   fCalculated[1]=1000*t0tof[1]; // sigma best t0
 205   fCalculated[2] = t0fill;    //t0 fill
 206   fCalculated[3] = t0tof[2];  // n TOF tracks
 207   fCalculated[4]=-1000*t0tof[0]; // TOF t0
 208   fCalculated[5]=1000*t0tof[1]; // TOF t0 sigma
 209   fCalculated[6]=sigmaFill; // sigma t0 fill
 210   fCalculated[7] = t0tof[3];  // n TOF tracks used for T0
 211
 212   if(fCalculated[7] > 30) thrGood = 10000000;
 213
 214   //statistics
 215   fCalculated[8] = t0tof[4]; // real time in s
 216   fCalculated[9] = t0tof[5]; // cpu time in s
 217
 218   if(fCalculated[1] < sigmaFill && TMath::Abs(fCalculated[0] - t0fill) < thrGood && fCalculated[1] < fTimeResolution*1.2){
 219     fT0sigma=fCalculated[1];
 220     lT0Current=fCalculated[0];
 221   }
 222   else{
 223     fCalculated[4] = t0fill;
 224     fCalculated[5] = sigmaFill;
 225   }
 226
 227   if(fCalculated[1] < 1 || fT0sigma > sigmaFill || fCalculated[1] > fTimeResolution* 1.2){
 228     fT0sigma =1000;
 229     fCalculated[4] = t0fill;
 230     fCalculated[5] = sigmaFill;
 231   }
 232
 233   if(t0sigma < 1000){
 234     if(fT0sigma < 1000){
 235       Double_t w1 = 1./t0sigma/t0sigma;
 236       Double_t w2 = 1./fCalculated[1]/fCalculated[1];
 237
 238       Double_t wtot = w1+w2;
 239
 240       lT0Current = (w1*t0time + w2*fCalculated[0]) / wtot;
 241       fT0sigma = TMath::Sqrt(1./wtot);
 242     }
 243     else{
 244       lT0Current=t0time;
 245       fT0sigma=t0sigma;
 246     }
 247   }
 248
 249   if(fT0sigma < sigmaFill && TMath::Abs(lT0Current - t0fill) < thrGood){
 250     fCalculated[1]=fT0sigma;
 251     fCalculated[0]=lT0Current;
 252   }
 253
 254   if(fT0sigma >= 1000 || fNoTOFT0){
 255     lT0Current = t0fill;
 256     fT0sigma = sigmaFill;
 257
 258     fCalculated[0] = t0fill;
 259     fCalculated[1] = sigmaFill;
 260   }
 261
 262   // T0 pt bin
 263   Float_t *t0values = new Float_t[fNmomBins];
 264   Float_t *t0resolution = new Float_t[fNmomBins];
 265   if(fCalculated[7] < 100){
 266     for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 267       t0maker->DefineT0("all",fPIDesd->GetTOFResponse().GetMinMom(i),fPIDesd->GetTOFResponse().GetMaxMom(i));
 268       t0tof[0] = t0maker->GetResult(0);
 269       t0tof[1] = t0maker->GetResult(1);
 270       t0tof[2] = t0maker->GetResult(2);
 271       t0tof[3] = t0maker->GetResult(3);
 272
 273       Float_t t0bin =-1000*t0tof[0]; // best t0
 274       Float_t t0binRes =1000*t0tof[1]; // sigma best t0
 275
 276       if(t0binRes < sigmaFill  && t0binRes < fTimeResolution * 1.2 && TMath::Abs(t0bin - t0fill) < thrGood){
 277         // Ok T0
 278         if(t0sigma < 1000){
 279           Double_t w1 = 1./t0sigma/t0sigma;
 280           Double_t w2 = 1./t0binRes/t0binRes;
 281
 282           Double_t wtot = w1+w2;
 283
 284           t0bin = (w1*t0time + w2*t0bin) / wtot;
 285           t0binRes = TMath::Sqrt(1./wtot);
 286         }
 287       }
 288       else{
 289         t0bin = t0fill;
 290         t0binRes = sigmaFill;
 291         if(t0sigma < 1000){
 292           t0bin = t0time;
 293            t0binRes= t0sigma;
 294         }
 295       }
 296       t0values[i] = t0bin;
 297       t0resolution[i] = t0binRes;
 298     }
 299   }
 300   else{
 301     for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 302       t0values[i] = lT0Current;
 303       t0resolution[i] = fT0sigma;
 304     }
 305   }
 306   for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 307     fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,t0values[i]);
 308     fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0binRes(i,t0resolution[i]);
 309   }
 310
 311   delete[] t0values;
 312   delete[] t0resolution;
 313
 314   return fCalculated;
 315 }
 316 //____________________________________________________________________________
 317 Double_t  *AliTOFT0maker::GetT0p(Float_t p){// [0]=to -- [1] = sigma T0
 318   Int_t i=fPIDesd->GetTOFResponse().GetMomBin(p);
 319
 320   fT0cur[0] = fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 321   fT0cur[1] = fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 322
 323   return fT0cur;
 324 }
 325 //____________________________________________________________________________
 326 void AliTOFT0maker::SetTOFResponse(){
 327   fPIDesd->GetTOFResponse().SetTimeResolution(fTimeResolution);
 328 }
 329 //____________________________________________________________________________
 330 Float_t AliTOFT0maker::GetExpectedSigma(Float_t mom, Float_t tof, Float_t mass){
 331   Float_t sigma = fPIDesd->GetTOFResponse().GetExpectedSigma(mom,tof,mass);
 332
 333   return sigma;
 334 }
 335 //____________________________________________________________________________
 336 void AliTOFT0maker::ApplyT0TOF(AliESDEvent *esd){
 337   //
 338   // Recalculate TOF PID probabilities
 339   //
 340
 341 // subtruct t0 for each track
 342    Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 343
 344    while (ntracks--) {
 345        AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 346
 347        if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 348
 349        Double_t time=t->GetTOFsignal();
 350        Float_t p = t->GetP();
 351
 352        Double_t *t0=GetT0p(p);
 353        time -= t0[0];
 354        t->SetTOFsignal(time);
 355    }
 356
 357    for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 358        fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,0.0);
 359    }
 360
 361   //
 362 }
 363 //____________________________________________________________________________
 364 void  AliTOFT0maker::LoadChannelMap(char *filename){
 365   // Load the histo with the channel off map
 366   TFile *f= new TFile(filename);
 367   if(!f){
 368     printf("Cannot open the channel map file (%s)\n",filename);
 369     return;
 370   }
 371
 372   fHmapChannel = (TH1F *) f->Get("hChEnabled");
 373
 374   if(!fHmapChannel){
 375     printf("Cannot laod the channel map histo (from %s)\n",filename);
 376     return;
 377   }
 378
 379 }
 380 //____________________________________________________________________________
 381 void AliTOFT0maker::ApplyMask(AliESDEvent * const esd){
 382   // Switch off the disable channel
 383   if(!fHmapChannel){
 384     printf("Channel Map is not available\n");
 385     return;
 386   }
 387
 388   Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 389
 390   while (ntracks--) {
 391     AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 392
 393     if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 394
 395     Int_t chan = t->GetTOFCalChannel();
 396
 397     if(fHmapChannel->GetBinContent(chan) < 0.01){
 398       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFout);
 399     }
 400   }
 401 }
 402
 403 Float_t
 404 AliTOFT0maker::TuneForMC(AliESDEvent *esd){ // return true T0 event
 405   //
 406   // tune for MC data
 407   //
 408
 409   Float_t TOFtimeResolutionDefault=80;
 410
 411   Float_t t0 = gRandom->Gaus(0.,fT0width);
 412
 413   Float_t extraSmearing = 0;
 414
 415   if(fTimeResolution > TOFtimeResolutionDefault){
 416     extraSmearing = TMath::Sqrt(fTimeResolution*fTimeResolution - TOFtimeResolutionDefault*TOFtimeResolutionDefault);
 417   }
 418
 419   // subtruct t0 for each track
 420   Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 421
 422   while (ntracks--) {
 423     AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 424
 425     if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 426
 427     /* check if channel is enabled */
 428     if (fTOFcalib){
 429         if(!fTOFcalib->IsChannelEnabled(t->GetTOFCalChannel())) {
 430             /* reset TOF status */
 431             t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFin);
 432             t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFout);
 433             t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFmismatch);
 434             t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFpid);
 435         }
 436     }
 437
 438     Double_t time=t->GetTOFsignal();
 439
 440     time += t0;
 441
 442     if(extraSmearing>0){
 443       Float_t smearing = gRandom->Gaus(0.,extraSmearing);
 444       time += smearing;
 445     }
 446
 447     t->SetTOFsignal(time);
 448   }
 449   //
 450   return t0;
 451 }
 452 //_________________________________________________________________________
 453 void     AliTOFT0maker::WriteInESD(AliESDEvent *esd){
 454   //
 455   // Write t0Gen, t0ResGen, nt0;
 456   //       t0resESD[0:nt0], it0ESD[0:nt0]
 457   // in the AliESDEvent
 458   //
 459     Int_t nMomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
 460
 461     Int_t nt0=0;
 462     Float_t *t0 = new Float_t[nMomBins];
 463     Float_t *t0res = new Float_t[nMomBins];
 464     Int_t *multT0 = new Int_t[nMomBins];
 465
 466     for(Int_t i=0;i<nMomBins;i++){
 467 //      printf("START %i) %f %f\n",i,fT0event[i],fT0resolution[i]);
 468         multT0[i]=0;
 469         Bool_t kNewT0=kTRUE;
 470         for(Int_t j=0;j < nt0;j++){
 471             if(TMath::Abs(fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i) - t0[j])<0.1){
 472                 kNewT0=kFALSE;
 473                 multT0[j]++;
 474                 j=nMomBins*10;
 475             }
 476         }
 477         if(kNewT0){
 478             t0[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 479             t0res[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 480             nt0++;
 481         }
 482     }
 483
 484     Int_t iMultT0=0,nmult=0;
 485     for(Int_t j=0;j < nt0;j++){ // find the most frequent
 486         if(multT0[j] > nmult){
 487             iMultT0 = j;
 488             nmult = multT0[j];
 489         }
 490     }
 491
 492     Float_t *t0ESD = new Float_t[nMomBins];
 493     Float_t *t0resESD = new Float_t[nMomBins];
 494     Int_t *it0ESD = new Int_t[nMomBins];
 495
 496     Float_t t0Gen,t0ResGen;
 497     t0Gen = t0[iMultT0];
 498     t0ResGen = t0res[iMultT0];
 499     nt0=0;
 500     //  printf("T0 to ESD\n%f %f\n",t0Gen,t0ResGen);
 501     for(Int_t i=0;i<nMomBins;i++){
 502         if(TMath::Abs(fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i) - t0Gen)>0.1){
 503             t0ESD[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 504             t0resESD[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 505             it0ESD[nt0]=i;
 506 //          printf("%i) %f %f %i\n",nt0,t0ESD[nt0],t0resESD[nt0],it0ESD[nt0]);
 507             nt0++;
 508         }
 509     }
 510
 511     // Write  t0Gen,t0ResGen; nt0; t0resESD[0:nt0],it0ESD[0:nt0] in the AliESDEvent
 512
 513    AliTOFHeader *tofHeader =
 514         new AliTOFHeader(t0Gen,t0ResGen,nt0,
 515                          t0ESD,t0resESD,it0ESD,fTimeResolution,fT0width);
 516
 517     esd->SetTOFHeader(tofHeader);
 518
 519     AliDebug(1,Form("resTOF=%f T0spread=%f t0Gen=%f t0resGen=%f",fTimeResolution,fT0width,t0Gen,t0ResGen));
 520     AliDebug(1,Form("%d ",nt0));
 521     for (Int_t ii=0; ii<nt0; ii++)
 522       AliDebug(1,Form("pBin=%d t0val=%f t0res=%f",it0ESD[ii],t0ESD[ii],t0resESD[ii]));
 523
 524     delete[] t0;
 525     t0 = NULL;
 526     delete[] t0res;
 527     t0res = NULL;
 528     delete[] multT0;
 529     multT0 = NULL;
 530     delete[] t0ESD;
 531     t0ESD = NULL;
 532     delete[] t0resESD;
 533     t0resESD = NULL;
 534     delete[] it0ESD;
 535     it0ESD = NULL;
 536
 537 }